一種車輛能量回收控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開車輛能量回收控制方法，其中，在車速不小于預定的第一車速閥值A的情況下，如果加速踏板被松開，則通過使至少一個電機發(fā)電而回收車輛的動能。本發(fā)明遵循蓄電池能量回饋的約束條件，增加了車輛能量回收的應用場合，以達到增加車輛續(xù)駛里程以及在不影響電池壽命前提下增加電池利用率的目的。
【專利說明】一種車輛能量回收控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于混合動力汽車能量回收控制領域，尤其涉及一種插電式混合動力汽車在滑行和剎車工況下的車輛能量回收控制方法。

【背景技術】
[0002]混合動力系統(tǒng)的能量回饋技術是用于解決傳統(tǒng)汽車在減速和制動下運動能量轉化成熱能所帶來的能量浪費問題。混合動力汽車能量回饋策略根據(jù)混合動力模式的不同、工作方式的不同而有所區(qū)別，常見的能量回饋大多體現(xiàn)在制動時驅動電機進入發(fā)電模式，將電能儲存進蓄電池的方式中。車輛的減速動作是通過液壓制動和能量回收制動的協(xié)調控制來進行。這種簡單的控制方式并不能最大化地獲得混合動力汽車在能量回饋控制上的益處。
[0003]中國發(fā)明申請CN1895941A公開了一種混合動力車輛的制動能量回收的控制方法。該控制方法是這樣實現(xiàn)的，當車輛需要制動減速時，加速踏板全部松開，根據(jù)計算出的所需要的電機發(fā)電制動扭矩值，離合器切斷發(fā)動機與動力傳動系統(tǒng)的連接，電機開始發(fā)電而回收制動能量。該控制方法的缺陷在于控制形式過于單一，仍然會導致浪費能量，電池性能達不到最佳狀態(tài)，而且無法為駕駛員提供可近似于駕駛傳統(tǒng)車輛的舒適性。
[0004]因此，有必要提供改進的技術方案以克服現(xiàn)有技術中存在的技術問題。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的主要技術問題是旨在設計出采用雙離合、雙電機模式的混合動力汽車，兼容舒適性和效率性的最優(yōu)能量回饋方案。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供車輛能量回收控制方法，其中，在車速不小于預定的第一車速閥值A的情況下，如果加速踏板被松開，則通過使至少一個電機發(fā)電而回收車輛的動能。
[0007]在前述的控制方法中，可選地，如果加速踏板被松開而且制動踏板被踩下，計算制動需求，如果所述至少一個電機發(fā)電而產生的扭矩不足以滿足所述制動需求，則由車輛的制動器補充提供制動扭矩。
[0008]在前述的控制方法中，可選地，當車速小于所述第一車速閥值A時，停止通過所述至少一個電機發(fā)電而終止車輛的動能回收。
[0009]在前述的控制方法中，可選地，在正向的車速小于預定的第二車速閥值B時，如果加速踏板被松開而且掛入倒擋，則通過使所述驅動電機發(fā)電而回收車輛的動能。所述第二車速閥值B大于第一車速閥值A。
[0010]在前述的控制方法中，可選地，制動踏板未被踩下，并且通過所述驅動電機發(fā)電而加速車輛停止并驅動車輛反向行駛。
[0011]在前述的控制方法中，可選地，所述車輛提供具有不同傳動比的多個速度擋，當從高速擋切換到低速擋時，則通過使所述至少一個電機發(fā)電而回收車輛的動能。
[0012]在前述的控制方法中，可選地，所述至少一個電機包括集成起動發(fā)電機和驅動電機，所述集成起動發(fā)電機連接至內燃機并由第一離合器連接到減速器，所述驅動電機由第二離合器連接到所述減速器，根據(jù)車輛車速以及所述第一離合器和所述第二離合器的狀態(tài)來進行車輛的動能回收。
[0013]在前述的控制方法中，可選地，所述第一離合器閉合，所述車輛處于并聯(lián)模式，則通過使所述集成起動發(fā)電機和所述驅動電機共同發(fā)電來回收車輛的動能。
[0014]在前述的控制方法中，可選地，所述第一離合器打開，所述集成起動發(fā)電機和所述內燃機與所述減速器脫離動力連接，所述車輛處于串聯(lián)模式，則通過使所述驅動電機發(fā)電來回收車輛的動能。
[0015]在前述的控制方法中，可選地，所述至少一個電機連接至高壓蓄電池，在所述高壓蓄電池的溫度低于溫度閥值Tl或者高于溫度閾值T2的情況下，不進行車輛的動能回收。
[0016]采用此種車輛能量回收控制方法將達到以下有益的技術效果:
1)遵循蓄電池能量回饋的約束條件，增加了車輛能量回收的應用場合，以達到增加車輛續(xù)駛里程以及在不影響電池壽命前提下增加電池利用率的目的；
2)低溫下允許輕度的能量回饋，有助于提升電池的工作溫度，以延長電池壽命，讓當前電池工作在更優(yōu)的狀態(tài)；
3)滿足剎車安全要求；
4)讓混合動力汽車的能量回收系統(tǒng)，在滿足駕駛員對傳統(tǒng)車剎車和滑行操控感覺下進行工作，以提供足夠的舒適性。
[0017]通過以下參考附圖的詳細說明，本發(fā)明的其他方面和特征變得明顯。但是應當知道，該附圖僅僅為解釋的目的設計，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因為其應當參考附加的權利要求。還應當知道，附圖僅僅意圖概念地說明此處描述的結構和流程，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]結合附圖參閱以下【具體實施方式】的詳細說明，將更加充分地理解本發(fā)明，附圖中同樣的參考附圖標記始終指代視圖中同樣的元件。其中:
圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一種【具體實施方式】的車輛混動系統(tǒng)連接的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0019]為幫助本領域的技術人員能夠確切地理解本發(fā)明要求保護的主題，下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0020]圖1顯示根據(jù)本發(fā)明一種【具體實施方式】的車輛混動系統(tǒng)的連接結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明一種【具體實施方式】的車輛混動系統(tǒng)包括發(fā)動機、至少一個電機、減速器及高壓蓄電池，其中，至少一個電機進一步包括集成起動發(fā)電機(ISG電機)和驅動電機(TM電機)，集成起動發(fā)電機由第一離合器Cl連接到減速器并且連接至內燃機(ICE發(fā)動機)，驅動電機由第二離合器C2連接到減速器，集成起動發(fā)電機和驅動電機均分別連接至高壓蓄電池。
[0021]本發(fā)明所采用的車輛能量回收控制方法具體包括: I) D擋高速前進的模式下，如果駕駛員松開加速踏板的同時未踩制動踏板，能量回饋系統(tǒng)將根據(jù)車速以及離合器狀態(tài)(混動汽車工作模式)來提供滑行再生(COAST DOWNREGENERAT1N)ο
[0022]滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)具體根據(jù)以下幾種情況來分配:
I)當車速不低于第一車速閥值A時，Cl離合器閉合，混合動力汽車處于并聯(lián)模式；
滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)主要由TM電機或者由TM電機和ISG電機共同來提供。此時制動方向上的力有PT阻力扭矩(除去引擎)(POWERTRAIN DRAG TORQUE(except Engine))、引擎阻力扭矩(ENGINE DRAG TORQUE)以及 TM/ISG 電機再生扭矩(TM /ISG REGENERATIVE TORQUE)；
II)當車速不低于第一車速閥值A時，Cl離合器打開，ISG電機和ICE發(fā)動機脫離驅動系統(tǒng)，混合動力汽車處于串聯(lián)模式或者更低速下的電動模式；
串聯(lián)模式下，滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)由TM電機來提供。制動方向上的力有PT阻力扭矩(除去引擎)(POWERTRAIN DRAG TORQUE (except Engine))以及TM電機再生扭矩(TM REGENERATIVE TORQUE)，其中TM REGENERATIVE TORQUE的分配根據(jù)車速標定來確定是否還要執(zhí)行；
III)當車速低于第一車速閥值A(第一車速閥值A對E-CREEP電爬行的最高車速點，所謂電爬行，指的是車輛可行駛狀態(tài)下掛D (或R)擋，不踩油門時車輛低速前行(或后退)的驅動方式)，退出滑行回饋C0ASTD0WN REGEN模式，終止滑行再生(COAST DOWN REGENERAT1N)的能量回收。進入到爬行CREEP模式。
[0023]2) D擋高速前進的模式下，如果駕駛員松開加速踏板的同時踩了制動踏板，能量回饋系統(tǒng)將先由混合動力整車控制器HCU (Hybrid Control Unit)提供最大允許制動扭矩回饋潛能MbRegenMax (即車輛允許制動能量回收的最大能力)，而電子穩(wěn)定程序ESP(Electronic Stability Program)將結合MbRegenMax、駕駛員制動需求、車輛穩(wěn)定性等信息將目標扭矩MbregenTarget反饋給HCU，由HCU根據(jù)車輛模式的不同來執(zhí)行TM電機制動回饋扭矩(TM Brake Regen Torque)或 ISG 電機制動回饋扭矩(ISG Brake Regen Torque)的分配，而Mbregen制動不足的部分由ESP調節(jié)液壓制動來補充。(以保證電池低溫下能維持小電流的充電過程來提升溫度)。
[0024]3)D (N)擋正向低速下(該正向的車速小于預定的第二車速閥值B時，第二車速閥值B大于第一車速閥值A),如果駕駛員松開加速踏板,未踩制動踏板的同時將車掛入R擋，HCU將會控制TM執(zhí)行反向回饋(Reverse Regen)，加速車輛的停止并執(zhí)行R擋反向行車的需求。
[0025]4) GEARl和GEAR2的換擋過程中，提供短暫的換擋能量回饋。
[0026]本發(fā)明涉及的車輛能量回收控制方法的安全性體現(xiàn)在:
在路面環(huán)境惡劣，ABS被激活的情況下，不進行任何形式的能量回饋。
[0027]嚴格按照能量回收的約束條件來執(zhí)行能量回收:(1)電池當前可接受的最大充電電流。(2)不同放電深度下，電池可接受的最大充電時間。(3)能量回收停止時電機的轉速和與此對應的充電電流值。
[0028]充分考慮電池的能力，在電池溫度低于溫度閥值Tl、并高于溫度閥值T2(其中溫度閥值Τ2不小于溫度閥值Tl)，不進行能量回收。當電池的最大可充電電流低于電流閥值A時，除了不進行制動(Brake)和滑行(coast down)的能量回饋,還將禁止低速D擋對R擋指令的響應，以禁止反向回饋(Reverse Regen)對電池的回饋充電。
[0029]采用此種車輛能量回收控制方法將達到以下有益的技術效果:
1)遵循蓄電池能量回饋的約束條件，增加了車輛能量回收的應用場合，以達到增加車輛續(xù)駛里程以及在不影響電池壽命前提下增加電池利用率的目的；
2)低溫下允許輕度的能量回饋，有助于提升電池的工作溫度，以延長電池壽命，讓當前電池工作在更優(yōu)的狀態(tài)；
3)滿足剎車安全要求；
4)讓混合動力汽車的能量回收系統(tǒng)，在滿足駕駛員對傳統(tǒng)車剎車和滑行操控感覺下進行工作，以提供足夠的舒適性。
[0030]執(zhí)行方式參考我國轎車工況規(guī)定，而車速對應的加速范圍來設定各種情況下合理的加速度參數(shù)。
[0031]本發(fā)明涉及的能量控制回收方法使混合動力汽車由滑行再生(COAST DOWNREGEN)主導的滑行(COAST DOWN)過程盡可能的貼近傳統(tǒng)車的減速過程。
[0032]另外，ESP提供的MbRegenTarget值應在MbRegenMax可滿足的情況下，盡可能的貼近傳統(tǒng)車的制動過程，即制動力隨剎車時間的增長而增加。
[0033]在滿足制動剎車要求的情況下，ESP需要結合TM電機以及ISG電機的發(fā)電效率曲線，電機的制動轉矩、電池當前狀態(tài)和車輛穩(wěn)定性(不發(fā)生車輪抱死)來分配最優(yōu)制動力，使回收的能量達到最大，即電流對時間的積分達到最大。
[0034]以上【具體實施方式】僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.車輛能量回收控制方法，其特征在于，在車速不小于預定的第一車速閾值A的情況下，如果加速踏板被松開，則通過使至少一個電機發(fā)電而回收車輛的動能。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中如果加速踏板被松開而且制動踏板被踩下，則計算制動需求，若所述至少一個電機發(fā)電而產生的扭矩不足以滿足所述制動需求，則由車輛的制動器補充提供制動扭矩。
3.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中當車速小于所述第一車速閥值A時，停止通過所述至少一個電機發(fā)電而終止車輛的動能回收。
4.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中在正向的車速小于預定的第二車速閥值B時，如果加速踏板被松開而且掛入倒擋，則通過使所述驅動電機發(fā)電而回收車輛的動能，所述第二車速閥值B大于第一車速閥值A。
5.根據(jù)權利要求4所述的控制方法，其中制動踏板未被踩下，并且通過所述驅動電機發(fā)電而加速車輛停止并驅動車輛反向行駛。
6.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中所述車輛提供具有不同傳動比的多個速度擋，當從高速擋切換到低速擋時，則通過使所述至少一個電機發(fā)電而回收車輛的動能。
7.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中所述至少一個電機包括集成起動發(fā)電機和驅動電機，所述集成起動發(fā)電機連接至內燃機并由第一離合器連接到減速器，所述驅動電機由第二離合器連接到所述減速器，根據(jù)車輛車速以及所述第一離合器和所述第二離合器的狀態(tài)來進行車輛的動能回收。
8.根據(jù)權利要求7所述的控制方法，其中所述第一離合器閉合，所述車輛處于并聯(lián)模式,則通過使所述集成起動發(fā)電機和所述驅動電機共同發(fā)電來回收車輛的動能。
9.根據(jù)權利要求7所述的控制方法，其中所述第一離合器打開，所述集成起動發(fā)電機和所述內燃機與所述減速器脫離動力連接，所述車輛處于串聯(lián)模式，則通過使所述驅動電機發(fā)電來回收車輛的動能。
10.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其中所述至少一個電機連接至高壓蓄電池，在所述高壓蓄電池的溫度低于溫度閥值Tl或者高于溫度閥值T2的情況下，不進行車輛的動能回收，所述溫度閥值T2不小于所述溫度閥值Tl。
【文檔編號】B60W40/105GK104249733SQ201310265936
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權日:2013年6月28日
【發(fā)明者】冷宏祥, 邱巍, 張霏霏, 周藝豪 申請人:上海汽車集團股份有限公司